ボールバルブの種類の比較：フローティングvs Trunnion vs V-Port説明

ボールバルブは 、産業、商業、住宅の配管システムで最も広く使用されているフロー制御デバイスの1つです。それらの単純な四分の一ターン操作、堅牢なシーリング機能、および汎用性の高い設計により、液体とガスの流れを制御するための好ましい選択肢になります。ただし、ボールバルブの幅広いカテゴリ内には、各タイプが特定のアプリケーションにユニークに適している重要な設計バリエーションがあります。

 

ボールバルブとは何ですか？

そのコアでは、ボールバルブは、中心を通って穴を開けた球状のボールを使用して流れを制御します。バルブのハンドルが90度回転すると、ボールの穴がパイプラインと整列し、流体が通過します。それを戻し、ボールの固体部分が流れをブロックします。この簡単なメカニズムは、ボールバルブの人気に責任があり、高速で信頼性の高いシャットオフを可能にします。

 

1。フローティングボールバルブ

フローティングボールバルブでの設計と操作では
、ボールは2つのソフトシートの間に「フロート」できます。これは、一般的にPTFEまたは同様のエラストマー材料で作られています。他のデザインとは異なり、ボールは茎に硬く固定されていませんが、流体圧が加えられるとわずかに下流に移動します。この動きは、ボールを下流の座席に押し付け、緊密な圧力支援シールを作成します。このメカニズムにより、フローティングボールバルブは、シーリングの信頼性が重要な低〜中圧アプリケーションで特に効果的です。

利点

• シンプルさと費用対効果： 内部コンポーネントと簡単な設計が少ないほど、製造とメンテナンスのコストが低くなり、これらのバルブは多くのアプリケーションで経済的な選択をします。

• 双方向シーリング： フローティングボールの設計により、バルブは流れの方向に関係なく効果的にシールでき、運用上の柔軟性が提供されます。

• コンパクトで軽量： それらのシンプルな構造により、タイトまたはスペースが制約のある配管システムに設置するのに最適であり、メンテナンス中の処理を簡素化します。

• きれいな液体に効果的： これらのバルブは、水、空気、油、ガスなどのきれいで非弾性液で最もよく機能し、柔らかい座席が過度の摩耗なしでタイトなシールを維持できます。

制限

• 小型および中程度のサイズに限定： バルブのサイズと動作圧力が上がるにつれて、バルブを回すのに必要なトルクは大幅に上昇し、大規模または高圧システムではフローティングデザインが実用的ではありません。

• スラリーや研磨媒体には適していません。 ソフトシートは、研磨粒子または厚いスラリーによる損傷を受けやすく、過酷な環境でのバルブの寿命を減らします。

• より高い動作トルク： 圧力下のボールとシート間の摩擦により、これらのバルブは、特により高い圧力アプリケーションで、より多くの力を動作させる必要があります。

一般的なアプリケーション

• 国内および地方自治体の給水システム

• 圧縮空気分配ライン

• 構築気候制御のためのHVACシステム

• 低圧蒸気および天然ガスパイプライン

 

2。Trunnionに取り付けられたボールバルブ

デザインとオペレーション
トラニオンに取り付けられたボールバルブは、ボールの上部と下部に固定されたシャフトのようなコンポーネントでサポートされる機械的に固定されたボールを備えています。この固定位置は、ボールがフローティングボールバルブのように圧力の下でシフトしないことを意味します。代わりに、スプリングローディングシートはボールに内側に押し付けて、タイトなシールを維持します。この設計により、バルブは、はるかに高い圧力とより大きなサイズをより簡単に処理できます。

利点

• 高圧と大きなサイズを処理する： トラニオンが提供する機械的サポートにより、ボールが高圧下で動くのを防ぎ、大径パイプラインと重要なアプリケーションでの信頼できるシーリングを確保します。

• より低い動作トルク： ボールが固定されているため、ボールとシートの間の摩擦が減少し、手動またはアクチュエーターを使用して動作が容易になります。

• シートとボールの寿命が長くなる： 最小化された動きによる摩耗と裂け目は、サービスの寿命が長くなり、メンテナンスが頻繁ではありません。

• 自動化されたシステムに適しています： 設計は、空気圧または電気アクチュエーターとの統合に適しており、複雑な産業プロセスでの正確なリモート操作を可能にします。

制限

より高いコスト： より複雑な設計と追加のコンポーネントは、よりシンプルなフローティングボールバルブと比較して、製造および購入コストを増加させます。

かさばりと重い：  Trunnionの取り付けと堅牢な構造には、より多くのスペースとより強力なパイプサポートが必要であり、設置の柔軟性が制限される場合があります。

より複雑なメンテナンス： 頻繁ではありませんが、バルブの複雑な内部とシールにより、メンテナンス手順がより関与する可能性があります。

一般的なアプリケーション

• 石油およびガスの伝送パイプライン

• 石油化学および化学処理プラント

• 発電所と液化天然ガス（LNG）施設

• 高圧水と蒸気分布ネットワーク

 

3。Vポートボールバルブ

デザインと操作
Vポートボールバルブは、ボールまたはバルブシートにカットされた明確なV字型ノッチで設計されています。このユニークなジオメトリにより、段階的なオン/オフボールバルブと比較して、より正確な流れの変調を可能にします。この設計は、滑らかなスロットリングをサポートし、システム内の圧力ショックのリスクを軽減します。

利点

• 優れたフロー制御：  V-NOTCHは優れたフローレギュレーション機能を提供し、これらのバルブを単純なシャットオフではなく可変フローレートを必要とするアプリケーションに最適です。

• ウォーターハンマーと圧力のスパイクを減らす：  V-Notchを通る流れの段階的な変化は、システムショックを最小限に抑え、パイプラインと機器の寿命を高めます。

• 困難なメディアに適応可能：  Vポートバルブは、標準のボールバルブよりも効果的に粘性流体、スラリー、繊維状材料を処理し、詰まりと摩耗を減らします。

• 多くの場合、自動化されたシステムで使用されます。 それらの正確なフロー制御特性により、自動化されたプロセス環境でアクチュエータや制御システムとの統合に適した選択肢となります。

制限

• 標準のボールバルブよりも高価： 精密機械加工とV字型ノッチの複雑さの追加は、製造コストを増加させます。

• 慎重なサイジングと選択が必要です： 正確なフロー変調を確保し、キャビテーションや過度の摩耗を避けるために、適切なバルブのサイジングと正しいVノッチ設計が重要です。

• 重いスロットリングまたは研磨用途での摩耗の増加の可能性： 頻繁な変調と研磨液は、シートとボールの摩耗を促進する可能性があり、適切な材料の選択とメンテナンスが必要です。

一般的なアプリケーション

• 正確な流れが重要な化学投与およびブレンドシステム

• フロー調整を必要とする水および廃水処理施設

• 正確な成分の流れ制御を必要とする食品および飲料加工工場

• 効率的な温度管理のために可変流量を要求するHVACシステム

 

概要比較テーブル

特徴	フローティングボールバルブ	Trunnionに取り付けられたボールバルブ	Vポートボールバルブ
ボールサポート	フローティング	固定（上下）	フローティングまたはアンカー
動作圧力	低から中程度	中から高	中くらい
フロー制御	オン/オフ	オン/オフ	変調/スロットリング
トルク要件	より高い	より低い	中くらい
シートマテリアル	ソフト（例、PTFE）	柔らかいまたは金属	柔らかいまたは金属
自動化の互換性	適度	高い	高い
料金	より低い	より高い	中から高
典型的なユースケース	水、空気、油	石油とガス、高圧システム	プロセス制御、投与

 

右のボールバルブを選択します

フローティング、トラニオン、およびVポートボールバルブの選択は、特定のアプリケーションのニーズに依存します。

• 汎用のシャットオフときれいな液体のために、フローティングボールバルブは信頼できる費用対効果の高いソリューションを提供します。

• 高い圧力、大きなパイプライン、または自動システムを処理する場合、Trunnionに取り付けられたバルブは、優れた耐久性とより低い動作トルクを提供します。

• プロセスが正確なフローレギュレーションを必要とする場合、または挑戦的なメディアを扱う場合、Vポートボールバルブは最適な制御と適応性を提供します。

 

結論

ボールバルブは、フロー制御において不可欠なままであり、各タイプはさまざまな運用上の課題と環境に合わせて調整されています。フローティング、トラニオンに取り付けられた、Vポートボールバルブの設計とパフォーマンスの区別を理解することで、システムの安全性、効率、および寿命の目標に最適なバルブを選択することができます。

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